잘 이해가 안되서 여쭤보아요. 부력의 반작용으로 비커안의 있는 쇠구슬이 displace 하는 물의 부피의 해당되는 무게로 인한 force 가 생기면 (쇠구슬의 무게와 상관없이) 만약 탁구공이 쇠구슬의 부피와 똑같고 다른 비커 안에 쇠구슬과 같이 완전 침수되어 있다면 탁구공이 displace 하는 물의 부피의 해당되는 무게는 쇠구슬 비커와 같으니 13:29 처럼 balance 가 되는건 이해하는데 탁구공을 줄로 비커와 연결시키면서 왜 부력의 force 가 사라지는지는 잘 이해가 안가네요. 줄을 묶어놈으로서 부력의 반작용의 힘이 약해지는거 같은데 어떤 물리작용이 있는건가요. 영상에서 설명하셨다면 잘 이해가 안갑니당. 수정: 한글이 모국어가 아니어서 이해 못했을수도 있네요.
15:55 이 장면 설명이 살짝 잘못된 것 같습니다. 이동하는 물체가 속력 (에너지)를 가진 것이 아니라, 포탈의 입구가 움직여서 물체를 이동시키는데도 물체가 튀어나가야 하나요? 물체는 에너지 보존 법칙에 의해서 가만히 정지한 채로 이동해야 하는것 아닌가요? 포탈이 물체를 받치는 밑면까지 이동시키는게 아니라, 포탈은 밑면에 부딪히면서 물체만 이동한다면 B처럼 이동한다고 보기 어려운것 같습니다
교수님 말씀처럼 실험 자체가 정말 좋은 실험인 게 보이네요. 단순히 해답을 찾고 끝나는 것이 아니라, 이 원리대로라면 조건을 하나씩 변경 했을 때에 현상이 어떤 식으로 바뀔 수 있을지 꼬리에 꼬리를 물고 생각을 하게 해주는 실험이라서 정말 좋다고 생각해요. 볼펜을 넣으면 어떻게 될까? 실에 연결하지 않은 탁구공과 비교하면 어떻게 될까? 쇠구슬 대신에 물 속에 담근 탁구공과 비교하면 어떻게 될까? 계속해서 바리에이션이 나오는 모습이 인상적이었습니다.
13:54 이걸 소재로 한 게임이 있어요. 스팀에서 배급하는 "포탈""라는 게임이 첫작인 시리즈 인데 07년에 출시된 게임입니다. 게임상에선 A처럼 되는게 포탈시리즈 자체가 우주공간이 아닌 지하 연구시설내에서 포탈건(포탈을 생성하는 기계)로 퍼즐을 풀어 나아가는 게임이에요 포탈시리즈를 잘 모르는 분들은 영상처럼 블랙홀/화이트홀로 가정해도 되긴한거 같아요
13:20 1. 탁구공을 바닥에 묶어두면 부력vs장력의 힘이 작용하지만, 모두 하나의 비커 내부에서의 일이므로 비커 무게가 더 늘거나 하는 게 아니기 때문에 저울을 누르지 않음. 2. 물 위에 떠 있는 탁구공을 누르면 외부로부터의 힘이 탁구공을 억지로 물 속으로 밀면서 감싸는 물, 더 나아가 비커에 힘을 주게 되어 저울을 누르게 됨. 3. 쇠구슬이 매달려 있는 비커의 경우, 쇠구슬의 무게(중 장력을 제외한 일부)가 2번의 힘과 동일한 작용을 하므로 저울을 누르게 됨. 다시 와서 볼 때마다 신기하네요.
왼쪽은 비커 내부라는 폐쇄된 계 내부에서만 부력과 장력이 작용하므로 결국 이것은 상쇄되고, 왼쪽에서 저울에 작용하는 힘은 (비이커 무게 + 물의 무게 + 탁구공의 무게). 오른쪽은 쇠구슬 자체의 무게는 외부계에 존재하는 장력에 의해 버티어지고 있기 때문에 저울에 가해지지 않고 오른쪽 저울에 가해지는 힘은 (비이커 무게 + 물의 무게 + 물이 구슬을 밀어올리는 부력에 대한 반작용 힘으로서 구슬이 물을 밀어내는 힘이 작용) 결국 탁구공의 무게와 부력(탁구공과 같은 부피의 물의 무게)는 후자가 크기 때문에 오른쪽 저울이 내려간다고 생각했습니다.
쇠구슬과 탁구공이 받는 부력의 크기를 N이라고하고 탁구공과 쇠구슬무게를 a, b라고하겠습니다 탁구공은 부력에 의해 위로 올라가려하지만 실이 N+a만큼 아래쪽으로 붙잡아둡니다. 그리고 위로 부력N이 작용합니다. 따라서 비커엔 a만큼의 무게가 추가됩니다. 반대쪽 쇠구슬은 N과 실의 장력(L) (위로 향하는 힘 2개)이 b(아래로 향하는 힘)와 평형을 이루게 되는데요, 부력은 위아래로 동시에 작용하므로 제외하면 비커엔 b - L만큼의 무게가 추가됩니다. 여기서 L = b - N 입니다. 따라서b - b + N = N N만큼의 무게가 추가됩니다. 결론) 물의 무게가 같은 부피의 탁구공보다 무거워서 아래로 기울게 된 것입니다.
왼쪽비이커 설명에서 장력개념이 빠져서 보충하면 탁구공이 물에 잠겨있어 부력의 반작용이 작용해 오른쪽 쇠공이 잠겨있는 것과 똑같이 평형을 이뤄야 하지만 줄이 바닥에 붙어있어 그 힘만큼 줄이 장력으로 비이커를 들어올려 그냥 탁구공 무게만큼 누르게 되는 효과가 나타난 것이라는 설명이 추가되면 완벽한 설명이 될 듯요~
@@shan_hc 공이 물에 잠겨있으니 공에 작용하는 부력은 존재하고 그 반작용이 물에 가해져 부력만큼 저울을 누르지만 그 힘은 줄로 인해 생긴 장력의 효과로 상쇄된다고 보시면 됩니다. 줄에 걸린 장력은 부력과 동일하고 그 건 줄을 통해 전달되어서 비커를 부력만큼 들어올리게 되는거라 전체 비커가 저울을 누른는 힘에 있어서는 부력의 반작용효과가 없는것으로 보이게 되는 겁니다. 교수님 말씀인 한 시스템으로 보는게 맞고 그에 대한 역학적 보충설명이라 보심 됩니다~
물리에 흥미가 있거나 공부 중인 학생들(특히 고등학생)을 위해 간단한 설명 덧붙이겠습니다. 교수님 말씀처럼 비커 포함 그 내부 전체를 하나의 '계'로 정의한 후 계의 내력의 알짜힘이 0이라는 관점에서 저 내부에서 무슨 짓을 해도 저울의 값이 "비커, 물, 탁구공의 무게의 합"이 된다는 사실을 분해해서 물체별로 따지기 위해선 부가적인 약간의 물리학적 상식만 추가해주시면 됩니다. 이렇게 힘(N)을 다룰 땐 작용점이 중요합니다. 탁구공을 위로 밀어올리는 힘인 부력은 '물'이 '탁구공'에게 주는 힘(a)이고 이에 대한 반작용으로 부력의 크기만큼의 힘(b)을 '탁구공'이 '물'에게 주게 됩니다.(뉴턴의 법칙 제 3법칙에 의해 a+b=0이 되겠죠?) 실의 무게는 워낙 작으니 무시한다면 저울에 인식되는 무게(질량이 아니라 힘입니다)는 비커바닥이 저울을 누르는 힘의 크기이고, 이는 곧 (비커의 무게 + 물의 무게 + b - 장력)이 되겠지요. 그렇다면 장력(T)는 어떻게 구할까요? 이것도 뉴턴의 법칙 제 1법칙(관성의 법칙)을 아시면 됩니다. 즉, 물체에 가해지는 알짜힘(F)가 0이라면, 물체의 운동상태가 변하지 않는다는 점을 이용하는 것입니다. 탁구공은 정지한 상태, 즉 운동상태가 변하지 않는 상태입니다. 즉 탁구공에 작용하는 알짜힘이 0이라는 뜻입니다. 탁구공에 작용하는 힘은 교수님 말씀대로 탁구공에 작용하는 중력(mg)과 장력(T), 그리고 부력(a)이 있습니다. 즉 알짜힘 F0 = mg + a + T = 0 이 성립합니다. 따라서 장력은 T = -a - mg 가 되죠. 이를 비커바닥이 저울을 누르는 힘의 크기의 식에 대입한다면, (비커의 무게 + 물의 무게 + b - T 이므로, (비커의 무게 + 물의 무게 + b + a + mg)인데, 위에 작용 반작용 법칙에 의해 a+b=0이니 결국 저울의 값은 "비커, 물, 탁구공의 무게의 합"이라는 간단한 결론이 나오개 됩니다. 애초에 계를 묶어서 본다면 이런 과정이 필요 없을지도 모르지만, 이런 분석이 실제로 이해하기 어려운 뉴턴역학 분석상황에서 도움이 되기도 하고, 이런 분석을 좋아하시는 분들도 분명 계실테니 조심스럽게 올려봅니다 ㅎㅎ,,
추가적으로 오른쪽 비커의 경우는 같은 방법을 통해 저울의 측정값이 "물의 무게 + 쇠구슬의 부피에 해당하는 물의 무게"가 됩니다. 일반화하자면, 밀도가 물보다 큰 물체를 아무거나 저런 방식으로 둔다면, 양측 물체의 부피가 서로 다르더라도 물과 물체의 부피의 총합이 동일하다면 저울은 수평을 이루게 됩니다. (비커 무게가 다르다면 총부피에 해당하는 만큼의 물의 무게가 비커의 무게차이만큼 나야하는데 이건 굳이굳이라 생략) 즉, 저울 양측의 같은 비커에 동일한 방법으로 크기와 무게가 다른 쇠구슬을 각각 설치하더라도, 비커의 높이가 동일해진다면 저울은 수평을 이루개 됩니다!! 이런 신기한 추론까지 이어질 수 있으니 여러분들도 흥미로운 다양한 상황들을 생각해보시며 공부해보시길 바랍니다. (꾸벅)
물이 "탁구공"에게 작용하는 힘(a)와 탁구공이 "물"에 작용하는 힘(b)가 뉴턴 3법칙에 의해 a+b=0이다. 라고 표현하셨는데요. 작용반작용의 힘은 합력을 구할 수 없습니다. "작용점"이 다르기 때문이죠. 전체 계(하나의 계)에서의 의미로 적으신 것 같아 이해는 되나, 정확히는 "a+b=0 이다"는 잘못된 표현입니다. a는 탁구공에, b는 물에 작용되기에 "각각 다른 물체"에 작용된 힘이고, 고로 a와 b의 합력이 0이다는 잘못된 표현이죠.
왼쪽 비이커를 하나의 시스템이라고 설명하시는데, 부연하면 탁구공을 아래로 미는 힘과 그에 대한 반작용으로 탁구공을 위로 미는 부력이 끊으로 연결되어 상쇄되는겁니다. 그러니 탁구공과 그 안에 든 공기의 질량에 대한 무게 만큼 무거워 지는거죠. 그래서 처음에 물만 있던 오른쪽 비이커보다 무거웠던거죠. 오른쪽 비이커에 쇠구슬을 넣은건 문제와 아무 상관없는게 어차피 쇠구슬의 무게는 밖에 있는 줄의 장력과 상쇄되고 쇠구슬의 부피만큼의 부력에 대한 반작용이 비이커를 아래로 누르니 그 힘이 왼쪽 탁구공의 무게 보다는 큰것이죠. 물론 쇠구슬과 같은 부피의 어떤 물건도 같은 힘으로 작용하겠죠. 여기서 추가 문제 하나, 만약 오른쪽 비이커에 탁구공속에 적당한 무게 추를 넣어서 아무런 끊없이 물속에 떠 있게 한다면 저울은 어느쪽으로 기울까요?
무게 비교 A. 탁구공 경우 중량: 그릇 무게 + 물의 무게 + 탁구공 무게 (=무시 가능) B. 쇠공 경우 중량: 그릇 무게 + 물의 무게 + 쇠공 부피의 부력 (=쇠공 부피의 물의 무게) 좀 더 쉬운 해석 A는 원래 물 속에 공기층이 바닥에 잡혀있는 경우라 봐도 되고 B는 원래 물에 무슨 덩어리를 집어 넣는 경우인데 이때 잠긴 부피만큼 부력(물의 밀도 * 잠긴 부피)이 생기고 동시에 그 부력만큼 밑으로 누르는 힘이 작용하여 무게 상승. 즉 B는 원래 물에 부력만큼의 외력이 추가적으로 아래방향으로 작용한 것.
@@mygeneral79당연하다고만 볼게 아니라 저 실험결과를 결정하는 힘을 직관적으로 볼수있는 케이스라는걸 설명하는거죠 실제로 일반줄에서는 장력의 변화가 있더라도 합이0이라면 그걸 시각적으로 볼수는 없으니깐요 하지만 고무줄로 바꾸면서 탄성력이라는 힘이 추가돼서 시각적으로 줄의 변화까지 볼수있게 되는거죠
부력의 올리는 힘 1, 탁구공의 중력-내려가는 힘 1, 쇠구슬의 중력-내려가는 힘 10 으로 예를 들면 부력은 부피에 영향이 있으니 둘 다 1로 같음 즉 탁구공은 1-1로 0, 쇠구슬은 10-1로 9 가 나오고 즉 쇠구슬이 9의 중력이 남아 누르고 있는 것이고 이는 아르키메데스의 원리로 인해 물의 무게에 9가 추가된 것 으로 이해하는 중 중력이나 부력이나 그냥 예시라서 틀릴 수 있음
제 생각은 다릅니다 그 구멍을 20kg원판이라 생각하고 지면에 있는 탁구공이 그 구멍 안으로 들어갔다고 생각하면 튀어오르겠죠. 님이 말씀하신 종이의 예시는 탁구공을 튀어오르게 할만큼의 에너지가 없을 뿐 지면에 가한 충격만큼 그 에너지가 전달되게 됩니다. 이 때문에 영상에서 물체와 포탈이내려오는 속도에 따른 운동량이 중요할것 같다고 말씀하신거고요. 후에 중력도 공기저항도 없는 우주에서 포탈이 달린 판이 에너지를 가지므로 에너지 보존법칙에서는 전달이 되어야하고 최종 산물에는 물체 밖에 없으므로 반드시 물체는 에너지를 가져야합니다. 따라서 b가 맞습니다
단순히 두 공간을 이어주는 구멍이라 가정하고 지구중력 환경을 그대로 적용한다고 쳐도 A냐 B냐는 큐브에 가해지는 운동에너지에 따라 달렸다고 봐야죠. 그 운동에너지가 지구중력을 일정시간 충분히 거스를 정도로 크다면 B처럼 나갈것이고 그렇지 않다면 A처럼 비탈따라 내려오겠죠.
@@uwa285 대기의 존재(대기압, 강풍 등)을 고려하면 훨씬더 복잡해지는데, 보통 중고등학교의 물리학 관련 문제나 일반물리학 수준의 레벨에서는 시스템을 좀 간략화 하기 위해 '공기저항 무시'라는 단서가 붙습니다. 이 경우도 바람을 고려하면 결과가 어떻게 나올지 좀더 생각을 해봐야겠습니다만, 공기저항 무시라는 단서가 붙는다면 충분한 운동에너지가 주어진다면 B로 갈 확률이 높습니다.
@@이름없음-w6n 무시하기엔 너무나도 큰 조건이지 않나요? 프레스 기계가 중력을 거스를 만큼의 충분한 운동에너지를 가지려면 큐브의 무게에 걸맞은 힘으로 내리꽂아야 하는데, 포탈 속 세상은 꿈쩍도 안 할 테니 그게 그대로 풍압이 돼버리잖아요. 큐브가 가벼우면 약한 풍압이어도 치명적일 거고, 큐브가 무거우면 그만큼 더 강한 힘이 필요할 테고, 또 그만큼 풍압도 강해질텐데...
포탈 논쟁의 핵심은 포탈에 입장하는 물체의 운동에너지를 무엇을 기준으로 정의해야 하느냐라는 문제입니다 (reference point 의 관한 문제). 물체가 있는 땅을 기준으로 삼으면 물체가 움직이지 않으므로 운동에너지가 0 이 되겠지만, 물체를 향해 내려오는 포탈의 입장에서 보면 상대적 운동에너지가 발생한다는 것이죠. 또 다르게 해석해보면, 모든 것이 멈춰있고 포털이 위에서 아래로 내려오는 것인가 (A) vs 사실 포털은 멈춰있고 나머지 모두가 위로 올라가고 있는 것인가 (B) 라고 생각할 수도 있습니다. 주어진 system 바깥에 reference point 가 없기 때문에 둘 중 무엇이 정답인지 정확히 알 수 없고, 각 이론별로 reference point 를 설정하는 근거가 무엇인지 토론하는 것이 재밌는 주제인 것 같습니다.
그런데 땅을 달리는 자동차나 땅이없는 비행기와 배는 움직이는데요? RP를 정의할수없는건 실험자 입장에서 관점이지, 사실 모든것은 조건이맞아야 물리적 사건이 일어난다에 중점을 준다면, 하늘에서 우리는 자이로스코프와 나침반을 만들어 비행기로 방향를 찾아 이동할수있고 자동차같은경우 땅이 기준으로 나침반만 있으면 목적지까지갈수있지않나요?
왼쪽은 상대적으로 쉬움. 탁구공의 부력만큼 물을 아래로 밀어내고 있기 때문에 평형이 이루어지므로 그냥 물 + 탁구공 + 실 만큼의 무게일 뿐임. 오른쪽이 조금 복잡한데 쇠공을 넣었을때 여전히 줄에 장력은 작용하지만 쇠공에도 어느정도의 부력이 작용하므로 물을 그만큼 밀어내는 중이라고 생각하면 됨. 따라서 저울에는 쇠공 (그리고 실) 부피만큼의 물을 더 부은 것과 같은 무게가 읽히게 될거임
이해가 잘 가지 않아 질문드립니다.. 12:54 부력은 물질의 부피에 해당하는 물의 무게라고 하셨는데, 13:29 비커 아래에 실로 연결돼서 물에 잠긴 탁구공이랑, 외부에서 눌러서 물에 잠긴 탁구공의 질량차가 왜 있는지 모르겠습니다. “부력”은 아까 말씀하셨다시피 물에 들어간 물질의 부피에만 관련되는 힘이잖아요?? 외부에서 누르든 안에서 실로 잡고있든 탁구공은 같은 부피인데, 왜 부력차가 나고 그에 의해서 질량차가 나게 되는지 궁금합니다
장력의 개념을 알아야하는데 기본적으로 장력은 물체에 영향을 주지 못합니다 같은 계로 묶어주는 역할이에요 공을 비커에 달면 비커가 실로 공을 당겨서 부력이 늘어나긴 하지만 공도 비커를 당겨서 부력이 늘어난 만큼의 힘을 줍니다 결과적으로 상쇄되고요 탁구공의 무게만큼의 부력 = 원래 떠 있어야할 탁구공의 부피의 부력이됩니다 즉 탁구공의 무게만 더해지는 거고 외력이 가해졌을때는 비커에 영향을 주지못합니다 서로다른 계이니까요 그럼 부력이 온전히 무게증가가 되고 무게가 더 무거워지는 겁니다
물은 공기가 아닙니다. 쇠구슬의 중량이 힘(F=mg)으로 작용해서 물을 밑으로 누르는 힘이 있기때문에 당연히 저울은 쇠구슬 쪽으로 기우는 것이지요. 다만 위에서 실이 붙잡고 있기때문에 그 힘은 100%가 아닌 일부만 작용할 것이구요. 그리고 교수님이 표현에 실수하신건지 아니면 제가 잘못 들은건지는 몰라도 저 실험에서 부피는 무게와 아무런 상관없습니다. 부피가 늘어나면 무게가 증가하는게 아니라, 부피 증가 실험은 위에서 매달린 형태로밖에 할 수 없잖아요? 따라서 매달린 물체의 부피가 늘어남으로 인해 비커에 담긴 물을 누르는 단면적이 커지니 물에 의한 부력을 상쇄하더라도 더 많은 힘이 가해지고 이는 결국 무게의 증가로 귀결되겠죠..
2번째 문제에서는 포탈에 들어가는 과정의 운동에너지는 거의 랭각하지 않으셔도 됩니다 예를 들어 포탈 밖과 안을 각각 서로 다른 공간이라고 과정 했을때에 블랙홀과 화이트홀 보다는 그냥 서로 다른 공간이라고 생각 하셔야합니다 그리고 그랬을 경우 현실에서도 다능 한 실험이 있는데 포탈 안과 밖은 서로 영향을 주지 안기에 유압프레스에 컵을 거꾸로 달아두고 딱 컵이 바닥을 누르는 힘만 생각하고 컵이 물체에게 주는 힘은 생각하지 않으면 결과를 알수 있습니다 교수님에 경우 포탈이론을 좀더 현실적으로 만들어 내려던 과정때문에 문제에 논점이 약간 흐려지셔서 2번을 고르셨지만 현실에 포탈이 있고 우리가 일상에 사용가능한 크기라면 1번이 맞습니다
물리는 직접 실험을 해야 경험적으로 습득이 빠르고 재미를 느끼게 되는데, 위험한 것도 있고 여러 학생들한테 여러 시간대에 다양하고 동일한 실험을 같이 보여줘야하니 학교 재정적인 제한도 있겠고, 모든 학생이 그대로 따라오는 것이 아닌 외생변수가 나오면 그것대로 문제될 수 있어 이론 수업만 하는 곳이 많은 것 같아요. 개인적으로도 실제 저런 실험을 하는 걸 직접 보고 동시에 이론수업도 같이 했다면 물포가 안됐을듯^^...
09:11 즉, 밑에 실로 고정 시키든 말든, 그 탁구공은 무게 만큼은 비이커가 담고 있는 전체 무게와 동일하다는 것. 그게 부력으로 전체 무게의 일부를 상쇄 시키지 않을까? 라는 생각이 틀렸다는것임. 연구실을 통채로 실험한다면 당연히 가능한 얘기지만, 이 실험에서는 한쪽 비이커에 담긴 "모든 질량" 을 체크하기에, 탁구공의 무게만큼은 그대로 유지 된다는것.
한가지 궁금증은 비커에 탁구공과 쇠구슬이 있는 상태에서 둘의 수위가 같게 물을 넣어도 결국 저것과 같은 결과가 나오는건가요 실험과저에서 물의 양이 같게 넣었는데 그림의 문제는 둘의 수위가 같아보여서요 혹시 그게 그거인것인가요 저는 같은 부피에 의해 변하지 않을꺼라 생각해서 조금 어렵기도하구? 그냥 궁금해서요
실이 원래는 떠있어야할 공의 부피만큼의 물의 무게만큼의 힘을 비커에 작용하였기에 저울에는 무게를 덜 나가게 해주는 동시에, 공이 원래 떠있어야할 만큼의 부피가 물에 잠겨있게 되어 그만큼의 부피의 물의 무게가 더해져서 저울에 무게를 더해줍니다. 그런데 두 힘의 크기는 둘다 공이 원래 떠있어야할 부피만큼의 물의 무게라 서로 상쇄되게 됩니다. 수식으로 생각하면 +탁구공의 무게 + 물의 무게 + 탁구공이 물에 떠있어야할 만큼의 부피의 물의 무게 - 실이 비커를 들어주는 힘(탁구공이 물에 떠있어야할 만큼의 부피의 물의 무게) = 탁구공위 무게 + 물의 무게
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잘 이해가 안되서 여쭤보아요. 부력의 반작용으로 비커안의 있는 쇠구슬이 displace 하는 물의 부피의 해당되는 무게로 인한 force 가 생기면 (쇠구슬의 무게와 상관없이) 만약 탁구공이 쇠구슬의 부피와 똑같고 다른 비커 안에 쇠구슬과 같이 완전 침수되어 있다면 탁구공이 displace 하는 물의 부피의 해당되는 무게는 쇠구슬 비커와 같으니 13:29 처럼 balance 가 되는건 이해하는데 탁구공을 줄로 비커와 연결시키면서 왜 부력의 force 가 사라지는지는 잘 이해가 안가네요. 줄을 묶어놈으로서 부력의 반작용의 힘이 약해지는거 같은데 어떤 물리작용이 있는건가요. 영상에서 설명하셨다면 잘 이해가 안갑니당. 수정: 한글이 모국어가 아니어서 이해 못했을수도 있네요.
@@shouheishun2239 외부와 연결 되어 있느냐 아니냐로 달라지는거 같아요
@@shouheishun2239 10:15
the point is that the metal ball is connected with outside of the beaker.
15:55 이 장면 설명이 살짝 잘못된 것 같습니다. 이동하는 물체가 속력 (에너지)를 가진 것이 아니라, 포탈의 입구가 움직여서 물체를 이동시키는데도 물체가 튀어나가야 하나요? 물체는 에너지 보존 법칙에 의해서 가만히 정지한 채로 이동해야 하는것 아닌가요? 포탈이 물체를 받치는 밑면까지 이동시키는게 아니라, 포탈은 밑면에 부딪히면서 물체만 이동한다면 B처럼 이동한다고 보기 어려운것 같습니다
@@shouheishun2239 부력은 위로 솟구치려는 힘이죠. 그 반작용으로, 즉 완전히 똑같은 크기의 반대쪽 힘으로 장력이 생기니까 둘이 상쇄되네요. 남는 건 탁구공 무게만 남습니다.
교수님 말씀처럼 실험 자체가 정말 좋은 실험인 게 보이네요. 단순히 해답을 찾고 끝나는 것이 아니라, 이 원리대로라면 조건을 하나씩 변경 했을 때에 현상이 어떤 식으로 바뀔 수 있을지 꼬리에 꼬리를 물고 생각을 하게 해주는 실험이라서 정말 좋다고 생각해요.
볼펜을 넣으면 어떻게 될까?
실에 연결하지 않은 탁구공과 비교하면 어떻게 될까?
쇠구슬 대신에 물 속에 담근 탁구공과 비교하면 어떻게 될까?
계속해서 바리에이션이 나오는 모습이 인상적이었습니다.
교수님 찐텐으로 즐거워하시는거 처음본거같아요 ㅋㅋㅋㅋㅋ
여기 말고도 다른 채널들에서도 교수님들 모시고 실험하는 영상 보니까 교수님들은 하나같이 실험하는 것 자체만으로도 너무 즐거워하시더라구요... 역시 그런 사람들이 교수가 되는 것 같아요. 그 학문이 너무 재미있고 그 학문을 공부하는 게 너무 즐거운 사람...
진짜 보기좋아요 어린애같음 ㅋㅋㅋ
교수님들만큼 학문 분야에 진심인 사람이 없으니까 ㅋㅋ
다들 감정을 자기가 보고싶은대로 보는듯
연예인이나 인플루언서들 과거영상보면서 이때가 행복해보인다.
진짜행복해보인다
사실은 다른때도 행복할수있는데
ㄹㅇ 이래야 연구자지
4:35 영상 시작
7:50 실험 결과
8:40 설명
ㅋㅋㅋㅋㅋ
압도적 감사
13:54 이걸 소재로 한 게임이 있어요. 스팀에서 배급하는 "포탈""라는 게임이 첫작인 시리즈 인데 07년에 출시된 게임입니다.
게임상에선 A처럼 되는게 포탈시리즈 자체가 우주공간이 아닌 지하 연구시설내에서 포탈건(포탈을 생성하는 기계)로 퍼즐을 풀어 나아가는 게임이에요
포탈시리즈를 잘 모르는 분들은 영상처럼 블랙홀/화이트홀로 가정해도 되긴한거 같아요
나 저 박사님 너무 좋아 말도 너무 기품있게 하시고 나긋나긋하니 평생 화도 안내보셨을거같음….
식사하면 항상 자리가 깔끔한 사람일것 같은 느낌
저런분이 화내면 개무서움
@@Smell835 맞죠 맞죠
대학원생들 이야기 들어봐야함 ㅋㅋㅋ
@@lftys5543ㅋㅋㅋㅋㅋ
C 뿌리는 교수님
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ깐깐하긴 할 듯..@@STH-hi8mw
김범준 교수님 너무 좋아요 😍 😍😍
너무너무 유용하고 재미있는 컨텐츠네요 시리즈로 계속 나왔으면 좋겠어요 ㅎㅎ 잘 봤습니다~
13:20
1. 탁구공을 바닥에 묶어두면 부력vs장력의 힘이 작용하지만, 모두 하나의 비커 내부에서의 일이므로 비커 무게가 더 늘거나 하는 게 아니기 때문에 저울을 누르지 않음.
2. 물 위에 떠 있는 탁구공을 누르면 외부로부터의 힘이 탁구공을 억지로 물 속으로 밀면서 감싸는 물, 더 나아가 비커에 힘을 주게 되어 저울을 누르게 됨.
3. 쇠구슬이 매달려 있는 비커의 경우, 쇠구슬의 무게(중 장력을 제외한 일부)가 2번의 힘과 동일한 작용을 하므로 저울을 누르게 됨.
다시 와서 볼 때마다 신기하네요.
탁구공에 연결한 실이 비커안이 아니라 땅바닥에 붙어 있으면요?
왼쪽은 비커 내부라는 폐쇄된 계 내부에서만 부력과 장력이 작용하므로 결국 이것은 상쇄되고, 왼쪽에서 저울에 작용하는 힘은 (비이커 무게 + 물의 무게 + 탁구공의 무게). 오른쪽은 쇠구슬 자체의 무게는 외부계에 존재하는 장력에 의해 버티어지고 있기 때문에 저울에 가해지지 않고 오른쪽 저울에 가해지는 힘은 (비이커 무게 + 물의 무게 + 물이 구슬을 밀어올리는 부력에 대한 반작용 힘으로서 구슬이 물을 밀어내는 힘이 작용) 결국 탁구공의 무게와 부력(탁구공과 같은 부피의 물의 무게)는 후자가 크기 때문에 오른쪽 저울이 내려간다고 생각했습니다.
탁구공에 연결한 실이 비커안이 아니라 땅바닥에 붙어 있으면요?
정답입니다.
@@어리마리-l8v 땅바닥에 붙어 잇을 수 없지요..저울에 붙어 있으면 몰라도.
11:40 재밌어야 교수님까지 하는거구나... 이게 어케 재밌으시지...? ㅜㅜㅜㅜㅠㅠㅠㅠ
다른 과학 실험 영상보면 잘 아는 몇명 나와서 딱 그것만 보여주고 이렇게 된다는거 보여주고 끝내서 아쉬웠는데
이영상처럼 그럼 이렇게 하면.. 그럼 저렇게 하면... 여러 상황에서 어떻게 되는지까지 보여주는거 참 좋습니다.
유툽에서 과학채널을들 순방하는 맛이 바로 이럴때지!
사실 뉴턴의 제3법칙이 뭐였는지 기억은 안났지만 교수님의 부력을 듣고 아! 하고 원리를 이해하니 제3법칙은 작용 반작용?인가? 맞네! 했을때의 쾌감!
쇠구슬과 탁구공이 받는 부력의 크기를 N이라고하고
탁구공과 쇠구슬무게를 a, b라고하겠습니다
탁구공은 부력에 의해 위로 올라가려하지만 실이 N+a만큼 아래쪽으로 붙잡아둡니다. 그리고 위로 부력N이 작용합니다. 따라서 비커엔 a만큼의 무게가 추가됩니다.
반대쪽 쇠구슬은 N과 실의 장력(L) (위로 향하는 힘 2개)이 b(아래로 향하는 힘)와 평형을 이루게 되는데요, 부력은 위아래로 동시에 작용하므로 제외하면
비커엔 b - L만큼의 무게가 추가됩니다. 여기서 L = b - N 입니다. 따라서b - b + N = N
N만큼의 무게가 추가됩니다.
결론) 물의 무게가 같은 부피의 탁구공보다 무거워서 아래로 기울게 된 것입니다.
교수님께 빠지는 영상이네요... 물리학을 정말 사랑하시는게 느껴지네요
아이같이 좋아하는 모습의 교수님이 멋지네요
김범준 교수님 문제 보시자마자 물리학으로 바로바로 설명 들어가는게 진짜 섹시하심
설명을 되게 이해되기 쉽게 설명해주시네
왼쪽비이커 설명에서 장력개념이 빠져서 보충하면 탁구공이 물에 잠겨있어 부력의 반작용이 작용해 오른쪽 쇠공이 잠겨있는 것과 똑같이 평형을 이뤄야 하지만 줄이 바닥에 붙어있어 그 힘만큼 줄이 장력으로 비이커를 들어올려 그냥 탁구공 무게만큼 누르게 되는 효과가 나타난 것이라는 설명이 추가되면 완벽한 설명이 될 듯요~
맞는 설명 같은데요! 진행자의 산만함과 위 교수의 설명은 무언가 빠진것 같아 이해안되는 면이 좀 있었는데... 오른쪽 구슬에 바깥에 무엇이 있다는 것만으로는 무언가 설명이 부족했음...
이게 맞다
그냥 부력의 작용이랑 반작용이 힘을 상쇄시킨거 아닌가요?
장력도 장력의 작용부작용으로 상쇄된거구요
정말 몰라서 정중히 여쭤봅니다
저도 비슷하게 생각했습니다
어차피 질과 탁구공 질량은 작고
부력이 큰데 비이커를 들어올리는게 중요한 포인트 같은데... 그걸 설명 안하시네요
@@shan_hc 공이 물에 잠겨있으니 공에 작용하는 부력은 존재하고 그 반작용이 물에 가해져 부력만큼 저울을 누르지만 그 힘은 줄로 인해 생긴 장력의 효과로 상쇄된다고 보시면 됩니다. 줄에 걸린 장력은 부력과 동일하고 그 건 줄을 통해 전달되어서 비커를 부력만큼 들어올리게 되는거라 전체 비커가 저울을 누른는 힘에 있어서는 부력의 반작용효과가 없는것으로 보이게 되는 겁니다. 교수님 말씀인 한 시스템으로 보는게 맞고 그에 대한 역학적 보충설명이라 보심 됩니다~
범준을 물리다 구독한 보람이 있게도 문과임에도 정확하게 정답과 이유를 맞춘 ㅠㅠㅠ. 덕분에 또 재미난 채널을 찾아서 더욱 기쁘네요!
님 좀 치시네요
대단
0:35 이 멘트를 긱블에서도 듣네ㅋㅋㅋ
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ진짜요ㅋㅋㅋㅋ
보다 ㅋ
???: 나는 은하들의 충돌과 진화를 연구하는 우주먼지야
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ내말이
ㅋㅋㅋ 근데 교수님 소개할 때 항상 각도가 저 각도이시네 긱블에서도 그렇고
실험에 이론까지 더해지니 완벽하구나!
와 이번 영상 진짜 재밌게 봤습니다!!!!!!
너무 잼있었습니다~^^!
교수님 긱블에서 뵈니 너무 반가워요!! 오늘 실험도 재밌네요!!
진짜 재미있는 실험이네요
교수님 즐거워하는 눈빛은 정말 순수하고 맑으시네요
학문을 진정으로 사랑하고 즐거워하심이 느껴지는 대목이었습니다 👍👍👍
물리에 흥미가 있거나 공부 중인 학생들(특히 고등학생)을 위해 간단한 설명 덧붙이겠습니다.
교수님 말씀처럼 비커 포함 그 내부 전체를 하나의 '계'로 정의한 후 계의 내력의 알짜힘이 0이라는 관점에서 저 내부에서 무슨 짓을 해도 저울의 값이 "비커, 물, 탁구공의 무게의 합"이 된다는 사실을 분해해서 물체별로 따지기 위해선 부가적인 약간의 물리학적 상식만 추가해주시면 됩니다.
이렇게 힘(N)을 다룰 땐 작용점이 중요합니다. 탁구공을 위로 밀어올리는 힘인 부력은 '물'이 '탁구공'에게 주는 힘(a)이고 이에 대한 반작용으로 부력의 크기만큼의 힘(b)을 '탁구공'이 '물'에게 주게 됩니다.(뉴턴의 법칙 제 3법칙에 의해 a+b=0이 되겠죠?)
실의 무게는 워낙 작으니 무시한다면 저울에 인식되는 무게(질량이 아니라 힘입니다)는 비커바닥이 저울을 누르는 힘의 크기이고, 이는 곧 (비커의 무게 + 물의 무게 + b - 장력)이 되겠지요.
그렇다면 장력(T)는 어떻게 구할까요? 이것도 뉴턴의 법칙 제 1법칙(관성의 법칙)을 아시면 됩니다. 즉, 물체에 가해지는 알짜힘(F)가 0이라면, 물체의 운동상태가 변하지 않는다는 점을 이용하는 것입니다.
탁구공은 정지한 상태, 즉 운동상태가 변하지 않는 상태입니다. 즉 탁구공에 작용하는 알짜힘이 0이라는 뜻입니다. 탁구공에 작용하는 힘은 교수님 말씀대로 탁구공에 작용하는 중력(mg)과 장력(T), 그리고 부력(a)이 있습니다. 즉 알짜힘 F0 = mg + a + T = 0 이 성립합니다. 따라서 장력은 T = -a - mg 가 되죠.
이를 비커바닥이 저울을 누르는 힘의 크기의 식에 대입한다면, (비커의 무게 + 물의 무게 + b - T 이므로, (비커의 무게 + 물의 무게 + b + a + mg)인데, 위에 작용 반작용 법칙에 의해 a+b=0이니 결국 저울의 값은 "비커, 물, 탁구공의 무게의 합"이라는 간단한 결론이 나오개 됩니다.
애초에 계를 묶어서 본다면 이런 과정이 필요 없을지도 모르지만, 이런 분석이 실제로 이해하기 어려운 뉴턴역학 분석상황에서 도움이 되기도 하고, 이런 분석을 좋아하시는 분들도 분명 계실테니 조심스럽게 올려봅니다 ㅎㅎ,,
추가적으로 오른쪽 비커의 경우는 같은 방법을 통해 저울의 측정값이 "물의 무게 + 쇠구슬의 부피에 해당하는 물의 무게"가 됩니다. 일반화하자면, 밀도가 물보다 큰 물체를 아무거나 저런 방식으로 둔다면, 양측 물체의 부피가 서로 다르더라도 물과 물체의 부피의 총합이 동일하다면 저울은 수평을 이루게 됩니다. (비커 무게가 다르다면 총부피에 해당하는 만큼의 물의 무게가 비커의 무게차이만큼 나야하는데 이건 굳이굳이라 생략)
즉, 저울 양측의 같은 비커에 동일한 방법으로 크기와 무게가 다른 쇠구슬을 각각 설치하더라도, 비커의 높이가 동일해진다면 저울은 수평을 이루개 됩니다!! 이런 신기한 추론까지 이어질 수 있으니 여러분들도 흥미로운 다양한 상황들을 생각해보시며 공부해보시길 바랍니다. (꾸벅)
mg (왼쪽) vs 공의 잠긴부피만큼 물 무게(오른쪽)
싸움이군요!
이 글을 보니 있던 흥미도 사라졌습니다
아~그렇군요..(이해못함)
물이 "탁구공"에게 작용하는 힘(a)와 탁구공이 "물"에 작용하는 힘(b)가 뉴턴 3법칙에 의해 a+b=0이다. 라고 표현하셨는데요. 작용반작용의 힘은 합력을 구할 수 없습니다. "작용점"이 다르기 때문이죠.
전체 계(하나의 계)에서의 의미로 적으신 것 같아 이해는 되나, 정확히는 "a+b=0 이다"는 잘못된 표현입니다.
a는 탁구공에, b는 물에 작용되기에 "각각 다른 물체"에 작용된 힘이고, 고로 a와 b의 합력이 0이다는 잘못된 표현이죠.
와 개재밌다. 내가 과학을 이래서 좋아했지;; 너무 오랜만에 과학의 재미를 느꼇네요 감사합니다.
대단합니다.
재미있게 보고 갑니다.
좋은거 많이 올려주세요 ^^
이론+실험 너무 재밌네요
결론 쇠구슬쪽으로 기운다
쇠구슬에 가해지는 중력과 위에서 잡는 줄의 힘은 평형이 되고 쇠구슬과 물 사이에 부력이 작용-반작용 법칙에 의해 쇠구슬도 물을 누르면서 쇠구슬 쪽의 비커가 더 무겁게 된다
그냥, 쇠공의 부피만큼 물이 더 늘어났다고 이해하는게 빠를 듯. 부력의 작용 반작용을 자세히 설명할려면 또 복잡해짐
저도 이렇게 생각했어요
조건을 다르게 생각하면 쉬울듯. 쇠공이 단단한 땅에 고정됬다고 생각하고 물이 부력으로 밀어 올리지만 들어올릴수 없으니까 그 힘만큼 아래로 눌리는거임
쇠구슬 무게= 부력+실의 장력입니다. 줄과 중력이 평형이 아님
@@LolitaGuild 쇠공이 더 아래로 갈수록 부력이 더 커져서 무게가 늘어나니, 부피랑 비교하면 안되고 그냥 부력의 작용 반작용으로 이해 하면 될듯하네요
왼쪽 비이커를 하나의 시스템이라고 설명하시는데, 부연하면 탁구공을 아래로 미는 힘과 그에 대한 반작용으로 탁구공을 위로 미는 부력이 끊으로 연결되어 상쇄되는겁니다. 그러니 탁구공과 그 안에 든 공기의 질량에 대한 무게 만큼 무거워 지는거죠. 그래서 처음에 물만 있던 오른쪽 비이커보다 무거웠던거죠. 오른쪽 비이커에 쇠구슬을 넣은건 문제와 아무 상관없는게 어차피 쇠구슬의 무게는 밖에 있는 줄의 장력과 상쇄되고 쇠구슬의 부피만큼의 부력에 대한 반작용이 비이커를 아래로 누르니 그 힘이 왼쪽 탁구공의 무게 보다는 큰것이죠. 물론 쇠구슬과 같은 부피의 어떤 물건도 같은 힘으로 작용하겠죠. 여기서 추가 문제 하나, 만약 오른쪽 비이커에 탁구공속에 적당한 무게 추를 넣어서 아무런 끊없이 물속에 떠 있게 한다면 저울은 어느쪽으로 기울까요?
너무 재밌어요!!!😂
역시 믿고보는 교수님!! 이해를 너무 잘 시켜주시네요 ㅎㅎ
이번 영상 너무 재밌게 보고가요!! 앞으로 이렇게 재밌는 컨텐츠 해주세요🤓
워.. C... 켜자마자 오킹인줄 알고 나갈 뻔 했네..
목소리도 좋구 ㅎㅎ 재미 있어요~~~
무게 비교
A. 탁구공 경우 중량: 그릇 무게 + 물의 무게 + 탁구공 무게 (=무시 가능)
B. 쇠공 경우 중량: 그릇 무게 + 물의 무게 + 쇠공 부피의 부력 (=쇠공 부피의 물의 무게)
좀 더 쉬운 해석
A는 원래 물 속에 공기층이 바닥에 잡혀있는 경우라 봐도 되고
B는 원래 물에 무슨 덩어리를 집어 넣는 경우인데 이때 잠긴 부피만큼 부력(물의 밀도 * 잠긴 부피)이 생기고 동시에 그 부력만큼 밑으로 누르는 힘이 작용하여 무게 상승.
즉 B는 원래 물에 부력만큼의 외력이 추가적으로 아래방향으로 작용한 것.
지렸다
물리 영상 보고 지리기는 처음이네요
범준에 물리다에서 질문이 두개밖에 없어서 아쉬웠는데 마침 등장한 새로운 영상 너무 좋다
와 제가 좋아하는 두채널의 합방이라니!!!!
정말 이런 컨텐츠 많이 해주세요!!
과학 별로 안좋아하는데 이영상은 신기하고 재미있어서 계속 보게되고 이해하니까 더 재밌네요
사랑하는 범준 교수님을 여기서!!!!🥰🥰🥰🥰 오늘도 멋지고 귀여우십니다
수용씨 앞으로도 이런분들 많이 초대해주세요
네...
우와...공부보단 게임이나 놀이 같았어요! 시간 가는 줄 모르고 재밌게 봤네요😂
TV에서 과학 채널보던 어린아이로 돌아간 거 같네요. 신기하고 이론도 재밌었습니다.
과학 덕후들의 찐텐 즐거움 너무 보기 좋아요 !!!❤
와 진짜 존나깝놀... 오킹인줄..
ㄹㅇㅋㅋ
ㄷㄷㄷㄷㄷ
오킹이 아님?
정면보고 그닥...이랫는데 옆모습이 ㄹㅇ오킹
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
김범준 교수님을 고정게스트로 매주 모십시다
포털 문제에서 제시되지 않았지만 명쾌한 조건이 있었네요!
김범준 교수님의 설명에 감탄하고 갑니다~
쇠구슬을 매단 줄이 고무줄이라면 물에 들어갈 때 줄어드는 것을 볼 수 있을겁니다. 부력만큼 장력이 줄어드니까요.
당연한.
@@mygeneral79당연하다고만 볼게 아니라 저 실험결과를 결정하는 힘을 직관적으로 볼수있는 케이스라는걸 설명하는거죠 실제로 일반줄에서는 장력의 변화가 있더라도 합이0이라면 그걸 시각적으로 볼수는 없으니깐요 하지만 고무줄로 바꾸면서 탄성력이라는 힘이 추가돼서 시각적으로 줄의 변화까지 볼수있게 되는거죠
고무줄이면 결과가 다른 거임? 신기하네
부력의 올리는 힘 1, 탁구공의 중력-내려가는 힘 1, 쇠구슬의 중력-내려가는 힘 10 으로 예를 들면
부력은 부피에 영향이 있으니 둘 다 1로 같음
즉 탁구공은 1-1로 0, 쇠구슬은 10-1로 9 가 나오고
즉 쇠구슬이 9의 중력이 남아 누르고 있는 것이고
이는 아르키메데스의 원리로 인해 물의 무게에 9가 추가된 것
으로 이해하는 중
중력이나 부력이나 그냥 예시라서 틀릴 수 있음
교수님 진짜 이해하기 쉽게 말해주시네요😍 중학생인 저도 한번에 이해했어용!!
담번에 혹시나 범준교수님 섭외하실땐!!!! 빵을 꼭준비하시길바랍니다.
보다 구독자시죠?ㅎㅎ
포탈 문제는 포탈이 두 공간을 이어주는 구멍이라고 생각하면 책상에 큐브를 놓아두고 종이에 구멍을 내고 구멍이 큐브를 통과하게 종이를 움직였을때 큐브는 계속 정지해 있을테니 A가 정답일거라 생각함
제 생각은 다릅니다 그 구멍을 20kg원판이라 생각하고 지면에 있는 탁구공이 그 구멍 안으로 들어갔다고 생각하면 튀어오르겠죠. 님이 말씀하신 종이의 예시는 탁구공을 튀어오르게 할만큼의 에너지가 없을 뿐 지면에 가한 충격만큼 그 에너지가 전달되게 됩니다.
이 때문에 영상에서 물체와 포탈이내려오는 속도에 따른 운동량이 중요할것 같다고 말씀하신거고요.
후에 중력도 공기저항도 없는 우주에서 포탈이 달린 판이 에너지를 가지므로 에너지 보존법칙에서는 전달이 되어야하고 최종 산물에는 물체 밖에 없으므로 반드시 물체는 에너지를 가져야합니다. 따라서 b가 맞습니다
단순히 두 공간을 이어주는 구멍이라 가정하고 지구중력 환경을 그대로 적용한다고 쳐도 A냐 B냐는 큐브에 가해지는 운동에너지에 따라 달렸다고 봐야죠.
그 운동에너지가 지구중력을 일정시간 충분히 거스를 정도로 크다면 B처럼 나갈것이고 그렇지 않다면 A처럼 비탈따라 내려오겠죠.
@@이름없음-w6n 포탈 자체를 프레스 기계로 이동시킨다는 것은 포탈 속 공간을 통째로(공기 포함) 이동시키게 되는 거니까, 내리꽂는 운동에너지만큼 포탈 속 공기와 강하게 충돌하게 될 텐데 과연 b처럼 될까요?
@@uwa285 대기의 존재(대기압, 강풍 등)을 고려하면 훨씬더 복잡해지는데, 보통 중고등학교의 물리학 관련 문제나 일반물리학 수준의 레벨에서는 시스템을 좀 간략화 하기 위해 '공기저항 무시'라는 단서가 붙습니다. 이 경우도 바람을 고려하면 결과가 어떻게 나올지 좀더 생각을 해봐야겠습니다만, 공기저항 무시라는 단서가 붙는다면 충분한 운동에너지가 주어진다면 B로 갈 확률이 높습니다.
@@이름없음-w6n 무시하기엔 너무나도 큰 조건이지 않나요? 프레스 기계가 중력을 거스를 만큼의 충분한 운동에너지를 가지려면 큐브의 무게에 걸맞은 힘으로 내리꽂아야 하는데, 포탈 속 세상은 꿈쩍도 안 할 테니 그게 그대로 풍압이 돼버리잖아요. 큐브가 가벼우면 약한 풍압이어도 치명적일 거고, 큐브가 무거우면 그만큼 더 강한 힘이 필요할 테고, 또 그만큼 풍압도 강해질텐데...
포탈 논쟁의 핵심은 포탈에 입장하는 물체의 운동에너지를 무엇을 기준으로 정의해야 하느냐라는 문제입니다 (reference point 의 관한 문제). 물체가 있는 땅을 기준으로 삼으면 물체가 움직이지 않으므로 운동에너지가 0 이 되겠지만, 물체를 향해 내려오는 포탈의 입장에서 보면 상대적 운동에너지가 발생한다는 것이죠. 또 다르게 해석해보면, 모든 것이 멈춰있고 포털이 위에서 아래로 내려오는 것인가 (A) vs 사실 포털은 멈춰있고 나머지 모두가 위로 올라가고 있는 것인가 (B) 라고 생각할 수도 있습니다. 주어진 system 바깥에 reference point 가 없기 때문에 둘 중 무엇이 정답인지 정확히 알 수 없고, 각 이론별로 reference point 를 설정하는 근거가 무엇인지 토론하는 것이 재밌는 주제인 것 같습니다.
그런데 땅을 달리는 자동차나 땅이없는 비행기와 배는 움직이는데요?
RP를 정의할수없는건 실험자 입장에서 관점이지, 사실 모든것은 조건이맞아야 물리적 사건이 일어난다에 중점을 준다면, 하늘에서 우리는 자이로스코프와 나침반을 만들어 비행기로 방향를 찾아 이동할수있고
자동차같은경우 땅이 기준으로 나침반만 있으면 목적지까지갈수있지않나요?
와 영상 재밌게봣는데
이댓글 보자마자 과학 왜싫어했는지
대학교 교양수업도 왜싫어했는지가 바로 기억났가
@@Davaraya 주장하고자 하시는 바를 정확하게 이해하지 못하겠습니다. 말씀하신 모든 상황은 RP가 존재하는걸요.
문제가 애초에 상황을 자세히 설명을 안해놨고 어느 상황이냐에 따라서 정답이 나눠지니 교수님은 애초부터 상황을 잡고 시작하신거군요 제가 이해한게 맞나요?
상대성이론을 바탕으로 생각하면 둘의 차이는 없다고 생각됩니다.
물체가 움직이건 포탈이 움직이건 결과적으로 나가는 포탈을 기준으로 관측할 때는 두 움직임에 차이가 없습니다.
와 너무 재미있고 유익한 영상입니다!
부력. 애매하게 알고 있었는데 부피가 중요했군요! 잘 배우고 갑니다.
두분 다 진심으로 학문을 사랑 하시는 게 느껴지네요~
유익한 실험이네요!
간단하게 뉴턴의 제 3법칙과 계 (system)에 대한 설명만으로도 쉽게 이해할 수 있는, 재밌는 실험이네요.!!
물리 수업할 때 보여주기에 정말 좋은 영상이네요~
05:30 정말 순수하게 좋아하시는 교수님 모먼트
왼쪽은 상대적으로 쉬움. 탁구공의 부력만큼 물을 아래로 밀어내고 있기 때문에 평형이 이루어지므로 그냥 물 + 탁구공 + 실 만큼의 무게일 뿐임. 오른쪽이 조금 복잡한데 쇠공을 넣었을때 여전히 줄에 장력은 작용하지만 쇠공에도 어느정도의 부력이 작용하므로 물을 그만큼 밀어내는 중이라고 생각하면 됨. 따라서 저울에는 쇠공 (그리고 실) 부피만큼의 물을 더 부은 것과 같은 무게가 읽히게 될거임
외부 물리력 - 부력으로 무게의 변화가 신기~
추가 실험에서 탁구공을 눌렀을 때 탁구공쪽의 비이커가 내려갈지 알았는데
균형이 잡힌다니 신기하네요 최고!!
김범준 교수님 너무 설명 잘해주시네요
수드래곤님이랑 너무 잘어울려요❤
고등학교 물리1만 배우면 누구나 알 수 있는 개념이지만 저걸 상황만 보고 판단할 수 있을 정도의 이해도를 갖기는 쉽지 않죠. 오랜만에 이런 개념을 생각해보고 실험으로도 확인해볼 수 있어서 물리1 배울 때 정말 즐겁게 생각했던 시절이 떠오르네요 ㅎㅎ
유익한 영상이네요ㅋㅋㅋㅋ재밌게 보고 갑니다~!
정말 재미있는 영상이네요.
진짜 공부만 하고 똑똑한 사람들은 대충알면서 허세부리는 사람들의 그런 것들이 없다. 보다에서도 보면 다른 분야의 학자들을 서로 존중하면서 이야기하는거 넘 보기좋음. 벼는 익을수록 고개를 숙인다더니 ㅎ
헛똑똑이들
오히려 물리알못은 쇠구슬이 무거우니 오른쪽인줄 알았는데 설명을 들어보니 부력과 외부작용 부피라는 명쾌한 결론이 있네요. 저도 알 정도로 쉽게 설명해주셔서 너무 좋네요..
오 이설명 들으니까 한번에 이해되네 ㄷㄷ
결국 외력이 있냐 없냐 차이구만
@ab-norm 근데 공이 얼마나 무거운지에 따라 답이 달라지는거 아닌가요? 예를들어 쇠구슬 무게가 탁구공 무게가 동일했다고 하면 오른쪽이 아니라 왼쪽으로 기울겠죠?
@ab-norm 그럼 똑같은 셋업에서 쇠구슬 대신 같은 탁구공을 매달아도 오른쪽이 더 무겁나요? 왼쪽이 더 무겁지 않나요>?
@ab-norm 왜죠?
이해가 잘 가지 않아 질문드립니다..
12:54 부력은 물질의 부피에 해당하는 물의 무게라고 하셨는데, 13:29 비커 아래에 실로 연결돼서 물에 잠긴 탁구공이랑, 외부에서 눌러서 물에 잠긴 탁구공의 질량차가 왜 있는지 모르겠습니다. “부력”은 아까 말씀하셨다시피 물에 들어간 물질의 부피에만 관련되는 힘이잖아요?? 외부에서 누르든 안에서 실로 잡고있든 탁구공은 같은 부피인데, 왜 부력차가 나고 그에 의해서 질량차가 나게 되는지 궁금합니다
장력의 개념을 알아야하는데
기본적으로 장력은 물체에 영향을 주지 못합니다 같은 계로 묶어주는 역할이에요
공을 비커에 달면 비커가 실로 공을 당겨서 부력이 늘어나긴 하지만 공도 비커를 당겨서 부력이 늘어난 만큼의 힘을 줍니다 결과적으로 상쇄되고요
탁구공의 무게만큼의 부력 = 원래 떠 있어야할 탁구공의 부피의 부력이됩니다
즉 탁구공의 무게만 더해지는 거고
외력이 가해졌을때는 비커에 영향을 주지못합니다 서로다른 계이니까요
그럼 부력이 온전히 무게증가가 되고 무게가 더 무거워지는 겁니다
@@nursery16아 실이 비커를 당기는 힘때문에 부력이 상쇄가 되어서 결국 원래 떠있어야 할 탁구공의 부력만큼만 적용이 되는군요!! 외부에서 누를 땐 잠긴만큼의 부력이 그대로 작용이 되는거고 그래서 무게 차이가 나는군요
감사합니다 이해가 잘 됐어요!
부력때문이 아니라 쇠구슬이 물에 의해 뜨는 힘이 발생하기 때문에 차이가 생기는 것이죠.
@@sangwoofather1090 이건 한자부터 공부해야 하나 과학부터 공부해야 하나 국어부터 공부해야 하나
띄울려면 아래도 힘이 들어가니까
작용과 반작용
물은 공기가 아닙니다. 쇠구슬의 중량이 힘(F=mg)으로 작용해서 물을 밑으로 누르는 힘이 있기때문에 당연히 저울은 쇠구슬 쪽으로 기우는 것이지요. 다만 위에서 실이 붙잡고 있기때문에 그 힘은 100%가 아닌 일부만 작용할 것이구요.
그리고 교수님이 표현에 실수하신건지 아니면 제가 잘못 들은건지는 몰라도 저 실험에서 부피는 무게와 아무런 상관없습니다. 부피가 늘어나면 무게가 증가하는게 아니라, 부피 증가 실험은 위에서 매달린 형태로밖에 할 수 없잖아요? 따라서 매달린 물체의 부피가 늘어남으로 인해 비커에 담긴 물을 누르는 단면적이 커지니 물에 의한 부력을 상쇄하더라도 더 많은 힘이 가해지고 이는 결국 무게의 증가로 귀결되겠죠..
교수님 진짜 나긋나긋 말씀하시는데 정말 좋으신 분같아요
감사합니다 나는 생각보다 멍청하다는걸 알게 됐습니다 아이큐 두자리올림
이런거가 뭐가중요함 ㅋㅋㅋㅋㅋ
@@몽키망키 나의 동지인가요
젊다면 된겁니다
천재시네요 저는 한자리 입니다
@@몽키망키님한테 중요한건 뭐임?
쇠구슬이 들어있는 비커는 쇠구슬 부피만큼의 물이 더 들어간것이고 실에 걸리는 장력은 쇠구슬무게-부력... 매우 기초적인 물리문제이지만 외력과 내력을 구분해야하는 꽤 생각을 많이 해야 하는 문제입니다^^
아 그럼 왼쪽 비커에는 탁구공 질량+물의질량+비커 질량이고 오른쪽 비커는 물의 질량+쇠공 부피만큼의 물 질량+비커 질량인 것인데 (탁구공과 쇠공의 부피가 같다고 가정했을 때) 탁구공은 물보다 밀도가 낮으니 오른쪽으로 저울이 기우는 것인가요?
@@Atrocityexhibition2016맞는 것 같습니다
제가 이해한게 틀린게 아니었네요!
물의 양은 처음에 같게 한것아닌가요? 왜물이 더들어간것인가요 제가 이해한것으로는 두개모두 물의양 부피는 같지만 왼쪽은 닫힌계라서 작용반작용이 무시되고 오른쪽은 열린계라 쇠구슬이 누르는 작용반작용이 적용되어서 무게가 더무거워진것아닌가요?
@@handle_Gretel 그 물체가 들어간 부피 만큼 부력이 발생하므로 해당 부피만킁 물이 늘어났다고 생각하신 거 같습니다ㅋㅋ
물의 양에 무게가 결정됩니다. 외부의 물질의 무게와 상관 없이 부피에 의해 물의 양이 결정되니까요.
오랜만에 물리 보니까 너무 재밌다..
2번째 문제에서는 포탈에 들어가는 과정의 운동에너지는 거의 랭각하지 않으셔도 됩니다 예를 들어 포탈 밖과 안을 각각 서로 다른 공간이라고 과정 했을때에 블랙홀과 화이트홀 보다는 그냥 서로 다른 공간이라고 생각 하셔야합니다 그리고 그랬을 경우 현실에서도 다능 한 실험이 있는데 포탈 안과 밖은 서로 영향을 주지 안기에 유압프레스에 컵을 거꾸로 달아두고 딱 컵이 바닥을 누르는 힘만 생각하고 컵이 물체에게 주는 힘은 생각하지 않으면 결과를 알수 있습니다
교수님에 경우 포탈이론을 좀더 현실적으로 만들어 내려던 과정때문에 문제에 논점이 약간 흐려지셔서 2번을 고르셨지만 현실에 포탈이 있고 우리가 일상에 사용가능한 크기라면 1번이 맞습니다
과학 대통합!!! 너무 좋다. ㅠㅠ 긱블, 보다, 범물, 안될 ㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠ
물리 포기자로서 이런 질문들을 보면 학생때는 왜이렇게 재밌게 공부하지 못했나 후회가 많이 되요
김범준 교수님과 긱블에게 너무나 감사드리고 잘봣습니다.
물리는 직접 실험을 해야 경험적으로 습득이 빠르고 재미를 느끼게 되는데, 위험한 것도 있고
여러 학생들한테 여러 시간대에 다양하고 동일한 실험을 같이 보여줘야하니 학교 재정적인 제한도 있겠고,
모든 학생이 그대로 따라오는 것이 아닌 외생변수가 나오면 그것대로 문제될 수 있어
이론 수업만 하는 곳이 많은 것 같아요.
개인적으로도 실제 저런 실험을 하는 걸 직접 보고 동시에 이론수업도 같이 했다면 물포가 안됐을듯^^...
저렇게 설명하는 것까지는 재밌지만 이제 계산해서 문제 풀어야 되면 노잼이라 그런 겁니다
4:36 바쁘신 분들은 여기로
교수님 설명 듣고 있으니 마치 빅뱅이론 현실판 보는듯. 빅뱅이론 팬인데 마치 드라마 보는듯해서 흥미롭네요. 공부 잘하진 못했지만 수학 물리 좋아해서 고딩 때 물리반 들어가서 반에서는 끝에서 놀았는데 추억돋고 이런분 밑에서 배웠으면 좋았겠다는 생각이 듭니다.
교수님 왜케 귀엽게 웃으세요!!!
두분 너무 좋아하는 분들의 콜라보 영상! 수드님 요즘 긱블 영상에 잘 안보여서 아쉽던 차에 이렇게 나와주시네요 ㅎㅋ
흥미로운 실험 재밌어요! 저도 쇠구슬 쪽으로 기울 거라고 생각했는데 실험으로 보여주니 더 좋아요
와 진짜 신기하다👍👍👍
09:11
즉, 밑에 실로 고정 시키든 말든, 그 탁구공은 무게 만큼은
비이커가 담고 있는 전체 무게와 동일하다는 것.
그게 부력으로 전체 무게의 일부를 상쇄 시키지 않을까? 라는
생각이 틀렸다는것임. 연구실을 통채로 실험한다면 당연히
가능한 얘기지만, 이 실험에서는 한쪽 비이커에 담긴 "모든 질량"
을 체크하기에, 탁구공의 무게만큼은 그대로 유지 된다는것.
정말 재미있는 실험과 알기 쉬운 설명 최고였습니다
한가지 궁금증은 비커에 탁구공과 쇠구슬이 있는 상태에서 둘의 수위가 같게 물을 넣어도 결국 저것과 같은 결과가 나오는건가요 실험과저에서 물의 양이 같게 넣었는데 그림의 문제는 둘의 수위가 같아보여서요 혹시 그게 그거인것인가요 저는 같은 부피에 의해 변하지 않을꺼라 생각해서 조금 어렵기도하구? 그냥 궁금해서요
물에 부피가 동일한 둘이 완전히 잠겨있다면 수위도 같습니다. 다만 탁구공이 묶여있지 않다면 뜨니까 수위를 맞춘다면 잠기지 않은 부피만큼 물이 더 들어가겠지요.
]
질문이 틀렸다가 정답입니다.
13:24 실로 연결한 탁구공과 손가락으로 누른 탁구공은 왜 무게차이가 날까요? 똑같은 부피가 물속에들어갔으니 실로 연결한탁구공도 부력이 작용하는거 아닌가요? ㅜㅜ 답변주시면 감사하겠습니다
실로 연결한 것은 비커에 연결돼 있습니다 실이 공을 당기는 건 비커가 공을 당기는 것이고 그건 공이 비커를 당기는 것과 같습니다
실의 장력만큼의 힘은 서로 상쇄되고
그냥 탁구공만 넣은 것과 탁구공을 바닥에 실로 연결한 것은 물리적으로 무게가 같습니다
실이 원래는 떠있어야할 공의 부피만큼의 물의 무게만큼의 힘을 비커에 작용하였기에 저울에는 무게를 덜 나가게 해주는 동시에, 공이 원래 떠있어야할 만큼의 부피가 물에 잠겨있게 되어 그만큼의 부피의 물의 무게가 더해져서 저울에 무게를 더해줍니다. 그런데 두 힘의 크기는 둘다 공이 원래 떠있어야할 부피만큼의 물의 무게라 서로 상쇄되게 됩니다. 수식으로 생각하면
+탁구공의 무게 + 물의 무게 + 탁구공이 물에 떠있어야할 만큼의 부피의 물의 무게 - 실이 비커를 들어주는 힘(탁구공이 물에 떠있어야할 만큼의 부피의 물의 무게) = 탁구공위 무게 + 물의 무게
물을 그 물체의 무게만큼 눌러 준다고 생각됨. 결국 매달려 있는 쇠구슬을 애기가 들어 올리면 조금도 들어올려 지지 않지만 애기가 기한 힘만큼 쇠구슬 무게가 줄어서 반대편에 같은 쇠구슬이 매달려 있다면 그쪽으로 기울어 질것.
탁구공에 연결한 실이 비커안이 아니라 땅바닥에 붙어 있으면요?
무게가 다르더라도 부피가 같다면 부력은 같다
재밌는 실험영상 유익했습니다!
ㅎㅎㅎ 이거 재미있네요 … 잘 봤어요
물리학으로 경제적으로 성공하는 확률도 계산 할 수 있나요
확률은 수학인디요
뉴턴도 주식은 못했다고 ㅠ
일단 뉴턴역학에서는 불가능하다는 기록이 남아있죠
요즘 도박 광고들은 지들이 유해한거 인정하고 시작하네ㅋㅋㅋ 징글징글하다 이런 영상에서까지...
다른 건 모르겠고 재밌긴 한데 오른쪽분.. 너무 리액션이 거의 뭐 키즈 채널에 나올 것 같은 리액션을 하셔서 자꾸 집중하고 보다가도 몰입이 깨지네요 ㅋㅋㅋㅋㅠㅠㅠ 그것 말고는 문제도 재밌고 좋은 듯
저두 덕분에 재밌었습니다 감사해요❤️💓
어쩌다 들어와서 보게됐는데
새로운 궁금증에 궁금증에 궁금증에 교수님이 다 풀이도 해주시고
유익하기도 하고 재밌는걸 알아가게 되어서 좋네용
제 취향과 맞는거 같아 구독 누르고 갑니당
솔직히 롤 언젠간 망하긴할듯 ?? 재미 볼수있을때 재미보자 롤☀지☀️노 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
실험이 잘못됬네요..
1. 탁구공과 쇠구슬을 넣고 물을 맞춘다...
2. 그리고 무게를 젠다
3. 탁구공 만큼의 무게가 더 있으므로 타꾸공 쪽으로 기운다....
영상에서는
물을 먼저 넣고 쇠구슬을 넣어서 일단 물 수위가 같지 않습니다. 실험이 잘못됬습니다.